DE102016124511B4 - position detection device - Google Patents

position detection device Download PDF

Info

Publication number
DE102016124511B4
DE102016124511B4 DE102016124511.9A DE102016124511A DE102016124511B4 DE 102016124511 B4 DE102016124511 B4 DE 102016124511B4 DE 102016124511 A DE102016124511 A DE 102016124511A DE 102016124511 B4 DE102016124511 B4 DE 102016124511B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
analog
moving body
signal
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016124511.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102016124511A1 (en
Inventor
Takeshi Yamagishi
Tomohiko Aki
Norimasa Ozaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMC Corp filed Critical SMC Corp
Publication of DE102016124511A1 publication Critical patent/DE102016124511A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102016124511B4 publication Critical patent/DE102016124511B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/038—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices
    • G01R33/0385—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices in relation with magnetic force measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Positionsdetektionsvorrichtung (11) mit:einer Zahl n von Magnetdetektoren (18), die jeweils ein magnetisches Sensorelement (24) aufweisen, das dazu ausgestaltet ist, das Magnetfeld eines Magneten (16), der an einem Bewegungskörper (14) angebracht ist, zu detektieren und ein analoges Detektionssignal entsprechend dem Magnetfeld auszugeben, und einem ersten A/D-Wandler (30), der dazu ausgestaltet ist, eine A/D-Wandlung des analogen Detektionssignals in ein digitales Detektionssignal durchzuführen und das digitale Detektionssignal auszugeben, wobei die n Magnetdetektoren (18) in gleichmäßigen Abständen entlang einer Bewegungsrichtung (A) des Bewegungskörpers (14) angeordnet sind,einem D/A-Wandler (20), der dazu ausgestaltet ist, die digitalen Detektionssignale, die jeweils von den n Magnetdetektoren (18) ausgegeben werden, als ein n-bit digitales Signal zu empfangen, eine D/A-Wandlung des n-bit digitalen Signals durchzuführen und ein D/A-gewandeltes analoges Ausgabesignal auszugeben, undeiner Positionsdetektionseinheit (22), die dazu ausgestaltet ist, eine Position des Bewegungskörpers (14) auf der Basis des ihr von dem D/A-Wandler (20) eingegebenen analogen Ausgabesignals zu detektieren.A position detection device (11) comprising: an n number of magnetic detectors (18) each having a magnetic sensor element (24) configured to detect the magnetic field of a magnet (16) attached to a moving body (14). and outputting an analog detection signal corresponding to the magnetic field, and a first A/D converter (30) configured to perform A/D conversion of the analog detection signal into a digital detection signal and to output the digital detection signal, wherein the n magnetic detectors (18) are arranged at equal intervals along a moving direction (A) of the moving body (14), a D/A converter (20) adapted to convert the digital detection signals output from the n magnetic detectors (18), respectively to receive as an n-bit digital signal, perform D/A conversion of the n-bit digital signal and output a D/A converted analog output signal, ande a position detection unit (22) configured to detect a position of the moving body (14) based on the analog output signal inputted thereto from the D/A converter (20).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionsdetektionsvorrichtung zur Erfassung der Position eines sich bewegenden Körpers (Bewegungskörpers) durch Detektion des Magnetfeldes eines Magneten, der an dem Bewegungskörper angebracht ist.The present invention relates to a position detecting device for detecting the position of a moving body (moving body) by detecting the magnetic field of a magnet attached to the moving body.

Im Allgemeinen wird als Positionsdetektionsvorrichtung, welche die Position eines angetriebenen Abschnitts (Bewegungskörpers) eines Stellgliedes, beispielsweise eines Pneumatikzylinders oder dergleichen, misst, ein magnetischer Detektionsschalter, ein Laserverschiebungsmesser oder dergleichen eingesetzt. Ein magnetischer Detektionsschalter kann zu geringen Kosten hergestellt werden. Andererseits kann ein solcher magnetischer Detektionsschalter lediglich feststellen, ob ein Bewegungskörper, an dem ein Magnet angebracht ist, als ein zu detektierendes Objekt an einer spezifizierten Position steht oder nicht. Ein Laserverschiebungsmesser ist in der Lage, die Position des Bewegungskörpers zu messen, muss aber separat von dem Stellglied installiert werden. Außerdem muss vorab eine Stelle festgelegt werden, an der Laserlicht auf den Bewegungskörper gestrahlt wird. Im Gegensatz dazu kann mit einer Positionsdetektionsvorrichtung, wie einem magnetischen Längenmesssensor, die Position eines Bewegungskörpers einfach detektiert werden, wobei gleichzeitig die Vorrichtung direkt an einem Stellglied angebracht werden kann.In general, as a position detection device that measures the position of a driven portion (moving body) of an actuator such as a pneumatic cylinder or the like, a magnetic detection switch, a laser displacement meter, or the like is employed. A magnetic detection switch can be manufactured at low cost. On the other hand, such a magnetic detection switch can only detect whether or not a moving body to which a magnet is attached stands at a specified position as an object to be detected. A laser displacement meter is capable of measuring the position of the moving body, but must be installed separately from the actuator. In addition, a position where laser light is irradiated on the moving body must be determined in advance. In contrast, with a position detecting device such as a magnetic length measuring sensor, the position of a moving body can be easily detected while the device can be directly attached to an actuator.

In der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2007 - 178 158 A ist ein magnetischer Längenmesssensor beschrieben, der sequentiell den Output von Magnetsensoren ausliest, die in einer Reihe angeordnet sind, und die Position eines Magneten, der einen Bewegungskörper darstellt, auf der Basis der ausgelesenen Outputwerte detektiert.In Japanese Patent Laid-Open JP 2007 - 178 158 A describes a magnetic length measuring sensor that sequentially reads the outputs of magnetic sensors arranged in a row and detects the position of a magnet constituting a moving body based on the read output values.

Aus der DE 10 2010 034 994 A1 ist eine Messeinrichtung mit einem Messgehäuse und einem beweglich im Messgehäuse aufgenommenen Messglied sowie mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Position des Messglieds bekannt. Die Sensoreinrichtung weist ein Sensormittel zur Bereitstellung eines analogen Sensorsignals in Abhängigkeit von der Position des Messglieds sowie Schaltungsmittel zur Analog-Digital-Wandlung des Sensorsignals, Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung des Sensorsignals durch eine programmierbare logische Verknüpfung und Buskommunikationsmittel zur bidirektionalen digitalen Datenübertragung zwischen der Sensoreinrichtung und einer Steuereinrichtung auf.From the DE 10 2010 034 994 A1 discloses a measuring device with a measuring housing and a measuring element movably accommodated in the measuring housing and with a sensor device for detecting a position of the measuring element. The sensor device has a sensor means for providing an analog sensor signal depending on the position of the measuring element and circuit means for analog-digital conversion of the sensor signal, processing means for processing the sensor signal by a programmable logic link and bus communication means for bidirectional digital data transmission between the sensor device and a control device on.

Die US 5 589 769 A beschreibt eine Positionsdetektionsvorrichtung, bei der ein Messglied mit einem Magnet entlang eines Weges bewegbar ist, neben dem eine Reihe von Magnetfeldsensoren angeordnet ist. Jeder Sensor liefert ein bipolares Ausgangssignal, wenn der Magnet vorbeiläuft. Mehrere Sensoren liefern mehrere Ausgangssignale für eine erste Position des Magneten. Um die erste Position zu bestimmen setzen elektronische Mittel die mehreren Ausgangssignale in eine erste Kurve mit einem Kreuzungspunkt.the U.S. 5,589,769 A describes a position detection device in which a measuring member with a magnet is movable along a path next to which a row of magnetic field sensors are arranged. Each sensor provides a bipolar output signal as the magnet passes. Multiple sensors provide multiple output signals for a first position of the magnet. In order to determine the first position, electronic means places the plurality of output signals in a first curve with a crossing point.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Da aber bei der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2007 - 178 158 A beschriebenen Technik die Outputs (Ausgabewerte) einer großen Zahl von Magnetsensoren sequentiell gelesen werden, ist eine Verarbeitungszeit entsprechend der Zahl der Magnetsensoren notwendig, und die Antwortgeschwindigkeit (Ansprechempfindlichkeit) ist niedrig.But since in the Japanese Patent Laid-Open JP 2007 - 178 158 A In the technique described above, the outputs (output values) of a large number of magnetic sensors are read sequentially, a processing time corresponding to the number of magnetic sensors is necessary, and the response speed (sensitivity) is low.

Es kann daher ins Auge gefasst werden, eine Leitung zu jedem der Magnetsensoren zu legen und die Ausgabewerte der jeweiligen Magnetsensoren gemeinsam auszulesen. Da in diesem Fall Leitungen entsprechend der Zahl der Magnetsensoren vorgesehen sein müssen, ist Platz für die Verlegung dieser Leitungen erforderlich, was zu dem Problem führt, dass sich die Größe und die Kosten der Vorrichtung erhöhen.It can therefore be envisaged to lay a line to each of the magnetic sensors and to read out the output values of the respective magnetic sensors together. In this case, since wiring corresponding to the number of magnetic sensors must be provided, a space for wiring these wirings is required, resulting in a problem that the size and cost of the device increase.

Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel gemacht, die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und hat die Aufgabe, eine Positionsdetektionsvorrichtung vorzuschlagen, welche in der Lage ist, die Ansprechempfindlichkeit zu verbessern, indem die Position eines Bewegungskörpers, an dem ein Magnet angebracht ist, schnell erfasst werden kann, wobei außerdem eine Größen- und Kostenreduzierung der Vorrichtung realisiert werden soll.The present invention has been made with the aim of solving the above-described problems and has an object to propose a position detecting device capable of improving responsiveness by quickly detecting the position of a moving body to which a magnet is attached can be detected, and a size and cost reduction of the device is also to be realized.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.With the invention, this object is essentially achieved by the features of claim 1 .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous configurations of the invention result from the dependent claims.

Eine Positionsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zahl n von Magnetdetektoren, einen Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) und eine Positionsdetektionseinheit.A position detection device according to the present invention comprises n number of magnetic detectors, a digital/analog converter (D/A converter) and a position detection unit.

Jeder der n Magnetdetektoren umfasst ein Magnetsensorelement, das dazu ausgestaltet ist, das Magnetfeld eines Magneten, der an einem Bewegungskörper angebracht ist, zu detektieren und ein dem Magnetfeld entsprechendes analoges Detektionssignal auszugeben, und einen ersten A/D-Wandler, der dazu ausgestaltet ist, eine A/D-Wandlung des analogen Detektionssignals in ein digitales Detektionssignal vorzunehmen und das digitale Detektionssignal auszugeben. Außerdem sind die n Magnetdetektoren in regelmäßigen Abständen entlang einer Bewegungsrichtung des Bewegungskörpers angeordnet.Each of the n magnetic detectors includes a magnetic sensor element configured to detect the magnetic field of a magnet attached to a moving body and an analog corresponding to the magnetic field to output a detection signal, and a first A/D converter which is configured to carry out an A/D conversion of the analog detection signal into a digital detection signal and to output the digital detection signal. In addition, the n magnetic detectors are arranged at regular intervals along a moving direction of the moving body.

Der D/A-Wandler empfängt die digitalen Detektionssignale, die jeweils von den n Magnetdetektoren ausgegeben werden, als n-bit digitale Signale, führt eine D/A-Wandlung des n-bit digitalen Signals durch und gibt ein D/A-gewandeltes analoges Ausgabesignal aus.The D/A converter receives the digital detection signals output from the n magnetic detectors, respectively, as n-bit digital signals, D/A-converts the n-bit digital signal, and outputs a D/A-converted analog one output signal off.

Die Positionsdetektionseinheit detektiert eine Position des Bewegungskörpers auf der Basis des analogen Ausgabesignals, das ihr von dem D/A-Wandler eingegeben wird.The position detection unit detects a position of the moving body based on the analog output signal input thereto from the D/A converter.

Nachdem der D/A-Wandler die jeweils von den n Magnetdetektoren ausgegebenen digitalen Detektionssignale als n-bit digitale Signale empfangen hat, führt er dementsprechend gemäß der vorliegenden Erfindung eine D/A-Wandlung durch, um das n-bit digitale Signal in das analoge Ausgabesignal umzuwandeln und gibt dieses an die Positionsdetektionseinheit aus. Hierdurch muss die Positionsdetektionseinheit die Zahl n der analogen Detektionssignale oder digitalen Detektionssignale nicht sequentiell auslesen, so dass die Positionsdetektionseinheit die Position des Bewegungskörpers allein auf der Basis des analogen Ausgabesignals schnell erfassen kann.Accordingly, according to the present invention, after receiving the digital detection signals output from the n magnetic detectors as n-bit digital signals, the D/A converter performs D/A conversion to convert the n-bit digital signal into analog Convert output signal and outputs this to the position detection unit. Thereby, the position detection unit does not need to sequentially read out the number n of the analog detection signals or digital detection signals, so that the position detection unit can quickly grasp the position of the moving body based only on the analog output signal.

Wenn der Bewegungskörper in die Nähe der n Magnetsensorelemente kommt, reagieren außerdem die Magnetsensorelemente auf das Magnetfeld des Magneten (d. h. sie detektieren es) und geben analoge Detektionssignale mit hohem Niveau (Pegel) aus, während dann, wenn sich der Bewegungskörper entfernt und sein Magnetfeld nicht mehr erfasst werden kann, die Magnetsensorelemente analoge Detektionssignale mit niedrigem Niveau (Pegel) ausgeben. Aus der Beziehung zwischen dem Wert des analogen Ausgabesignals entsprechend dem n-bit digitalen Signal (auf der Basis der n analogen Detektionssignale) und den Positionen, an welchen die n Magnetsensorelemente angeordnet sind, kann daher die Positionsdetektionseinheit die Position des Magneten (d. h. die Position des Bewegungskörpers, an dem der Magnet angebracht ist) einfach detektieren.In addition, when the moving body comes close to the n magnetic sensor elements, the magnetic sensor elements respond to (i.e., detect) the magnetic field of the magnet and output high-level (level) analog detection signals, while when the moving body moves away and its magnetic field does not more can be detected, the magnetic sensor elements output analog detection signals with low level (level). Therefore, from the relationship between the value of the analog output signal corresponding to the n-bit digital signal (based on the n analog detection signals) and the positions at which the n magnetic sensor elements are arranged, the position detection unit can determine the position of the magnet (i.e., the position of the Moving body to which the magnet is attached) easily detect.

Da die Positionsdetektionseinheit lediglich das analoge Detektionssignal von dem D/A-Wandler ausliest, kann außerdem die Zahl der Leitungen zwischen der Positionsdetektionseinheit und dem D/A-Wandler verringert werden. Dementsprechend ist es bei der Positionsdetektionsvorrichtung möglich, die Position des Bewegungskörpers mit einer minimalen Menge an Leitungen zu detektieren. Hierdurch kann eine Vergrößerung der Positionsdetektionsvorrichtung vermieden werden, und die Kosten lassen sich reduzieren.In addition, since the position detection unit reads only the analog detection signal from the D/A converter, the number of lines between the position detection unit and the D/A converter can be reduced. Accordingly, in the position detection device, it is possible to detect the position of the moving body with a minimum amount of wiring. Thereby, an increase in size of the position detection device can be avoided, and the cost can be reduced.

Dementsprechend ist die Positionsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, die Ansprechempfindlichkeit zu verbessern, indem die Position des Bewegungskörpers, an dem der Magnet angebracht ist, schnell detektiert wird. Außerdem lässt sich eine Verringerung der Größe und Kosten der Positionsdetektionsvorrichtung realisieren.Accordingly, the position detecting device according to the present invention is able to improve the responsiveness by quickly detecting the position of the moving body to which the magnet is attached. In addition, reduction in size and cost of the position detection device can be realized.

Hierbei umfasst die Positionsdetektionseinheit einen zweiten D/A-Wandler, der dazu ausgestaltet ist, eine A/D-Wandlung des ihm eingegebenen analogen Ausgabesignals durchzuführen. Die Positionsdetektionseinheit spezifiziert eine Position des Magneten auf der Basis eines A/D-gewandelten n-bit digitalen Ausgabesignals, wodurch die Position des Bewegungskörpers, an welchem der Magnet angebracht ist, erfasst wird.In this case, the position detection unit comprises a second D/A converter which is designed to carry out an A/D conversion of the analog output signal input to it. The position detection unit specifies a position of the magnet based on an A/D converted n-bit digital output signal, thereby detecting the position of the moving body to which the magnet is attached.

Das n-bit digitale Ausgabesignal ist ein digitales Signal, welches den digitalen Detektionssignalen, die von den n Magnetdetektoren an den D/A-Wandler ausgegeben werden, entspricht. Aus einer Beziehung zwischen dem Wert des n-bit digitalen Ausgabesignals und den Positionen, an welchen die n Magnetsensorelemente angeordnet sind, kann dementsprechend die Positionsdetektionseinheit die Position des Magneten schnell identifizieren und kann daher die Position des Bewegungskörpers, an welchem der Magnet angebracht ist, einfach detektieren.The n-bit digital output signal is a digital signal corresponding to the digital detection signals output from the n magnetic detectors to the D/A converter. Accordingly, from a relationship between the value of the n-bit digital output signal and the positions at which the n magnetic sensor elements are arranged, the position detection unit can quickly identify the position of the magnet and therefore can easily determine the position of the moving body to which the magnet is attached detect.

Das Magnetfeld des Magneten hat eine gewisse Größe und Ausbreitung. Daher ist die Position des Bewegungskörpers, die durch die Positionsdetektionseinheit auf der Basis des n-bit digitalen Ausgabesignals detektiert wird, möglicherweise eine angenäherte oder ungefähre Position entsprechend dieser Größe und Ausbreitung des Magnetfeldes.The magnetic field of the magnet has a certain size and spread. Therefore, the position of the moving body detected by the position detection unit based on the n-bit digital output signal is possibly an approximate or approximate position corresponding to this size and spread of the magnetic field.

Um die Position des Bewegungskörpers genau festzulegen, weist die vorliegende Erfindung daher vorzugsweise folgende Gestaltung auf. Im Einzelnen umfasst die Positionsdetektionsvorrichtung zusätzlich eine Signalleitung, die dazu ausgestaltet ist, die n Magnetdetektoren und die Positionsdetektionseinheit zu verbinden. Die Positionsdetektionseinheit spezifiziert mehrere Magnetdetektoren, die in einem festgelegten Bereich der detektierten Position des Bewegungskörpers liegen, liest Werte der analogen Detektionssignale von den spezifizierten mehreren Magnetdetektoren durch die Signalleitung aus und identifiziert eine genaue Position des Bewegungskörpers auf der Basis der Werte der mehreren analogen Detektionssignale, die ausgelesen wurden.Therefore, in order to precisely determine the position of the moving body, the present invention preferably has the following configuration. In detail, the position detection device additionally comprises a signal line which is designed to connect the n magnetic detectors and the position detection unit. The position detection unit specifies multiple magnetic detectors located in a fixed range of the detected position of the moving body, reads values of the analog detection signals from the specified multiple magnetic detectors through the signal line and identifies an accurate position of the moving body based on the values of the plurality of analog detection signals that have been read out.

Durch dieses Merkmal liest die Positionsdetektionseinheit auf der Basis der ungefähren oder angenäherten Position des Bewegungskörpers, die mit Hilfe des n-bit digitalen Ausgabesignals identifiziert wurde, Werte der analogen Detektionssignale von den mehreren Magnetdetektoren, die in dem festgelegten Bereich liegen, aus. Da es nicht notwendig ist, dass die Positionsdetektionseinheit die Werte der analogen Detektionssignale von allen Magnetdetektoren ausliest, kann dementsprechend die Verarbeitungszeit, die zur Identifizierung der genauen Position des Bewegungskörpers benötigt wird, verkürzt werden. Dementsprechend kann mit der vorliegenden Erfindung der Prozess der Spezifizierung der genauen Position des Bewegungskörpers sehr schnell durchgeführt werden und die Ansprechempfindlichkeit kann weiter erhöht werden.With this feature, the position detection unit reads values of the analog detection signals from the plurality of magnetic detectors located in the specified area based on the approximate or approximate position of the moving body identified using the n-bit digital output signal. Accordingly, since it is not necessary for the position detection unit to read out the values of the analog detection signals from all the magnetic detectors, the processing time required for identifying the precise position of the moving body can be shortened. Accordingly, with the present invention, the process of specifying the precise position of the moving body can be performed very quickly, and the responsiveness can be further increased.

Außerdem trägt (plottet) die Positionsdetektionseinheit vorzugsweise die Werte der mehreren analogen Detektionssignale, die von den spezifizierten mehreren Magnetdetektoren ausgelesen werden, relativ zu den Positionen auf, an welchen die spezifizierten mehreren Magnetdetektoren angeordnet sind, und determiniert dadurch eine Wellenform, welche eine Änderung der Werte der mehreren analogen Detektionssignale relativ zu der Bewegungsrichtung zeigen. Vorzugsweise wird ein Nulldurchgangspunkt, an welchem die determinierte Wellenform eine Nulllinie kreuzt, detektiert, wodurch die Position des detektierten Nulldurchgangspunktes als die genaue Position des Bewegungskörpers identifiziert wird.In addition, the position detection unit preferably plots the values of the plurality of analog detection signals read out from the specified plurality of magnetic detectors relative to the positions at which the specified plurality of magnetic detectors are arranged, and thereby determines a waveform showing a change in the values of the plurality of analog detection signals relative to the direction of movement. Preferably, a zero-cross point at which the deterministic waveform crosses a zero line is detected, thereby identifying the position of the detected zero-cross point as the accurate position of the moving body.

Gemäß diesem Merkmal ist es möglich, die genaue Position des Bewegungskörpers schnell und zuverlässig zu bestimmen.According to this feature, it is possible to quickly and reliably determine the precise position of the moving body.

Außerdem kann die Positionsdetektionseinheit eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsstrecke des Bewegungskörpers auf der Basis der identifizierten genauen Position des Bewegungskörpers berechnen.In addition, the position detection unit may calculate a moving speed and/or a moving distance of the moving body based on the identified precise position of the moving body.

Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung der D/A-Wandler vorzugsweise eine R-2R-Leiterschaltung (2-R2-Netzwerk).Also, according to the present invention, the D/A converter is preferably an R-2R ladder circuit (2-R2 network).

Außerdem sind vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung die n magnetischen Sensorelemente Hall-Elemente, der Bewegungskörper ist ein Kolben, der dazu ausgestaltet ist, sich entlang der Bewegungsrichtung im Inneren eines Zylinderrohres eines Stellgliedes zu bewegen, der Magnet ist an dem Kolben so angebracht, dass seine Magnetpole entlang der Bewegungsrichtung orientiert sind, und die n Magnetdetektoren sind in einer Reihe entlang der Bewegungsrichtung an einer Außenseite des Zylinderrohres angeordnet.Also preferably, according to the present invention, the n magnetic sensor elements are Hall elements, the moving body is a piston configured to move along the moving direction inside a cylinder tube of an actuator, the magnet is attached to the piston so that its Magnetic poles are oriented along the moving direction, and the n magnetic detectors are arranged in a row along the moving direction on an outside of the cylinder tube.

Gemäß diesem Merkmal kann die genaue Position des Kolbens, an dem der Magnet angebracht ist, schnell und zuverlässig bestimmt werden, indem einfach die Positionsdetektionsvorrichtung an dem Stellglied angebracht und die n Magnetdetektoren in einer Reihe an der Außenseite des Zylinderrohres angeordnet werden.According to this feature, the precise position of the piston to which the magnet is attached can be determined quickly and reliably simply by attaching the position detecting device to the actuator and arranging the n magnetic detectors in a row on the outside of the cylinder tube.

Indem die n Magnetdetektoren in einer Reihe an der Außenseite des Zylinderrohres angeordnet werden, kann außerdem eine Verbreiterung in der Breitenrichtung (der Außenumfangsrichtung des Zylinderrohres) vermieden werden. Wenn die n Magnetdetektoren in einer Reihe an einer rechteckigen gedruckten Leiterplatte (Schaltplatine), die sich in der Längsrichtung des Zylinderrohres erstreckt, angebracht werden und die Leiterplatte an dem Zylinderrohr angeordnet ist (beispielsweise, wenn die Leiterplatte in einer Nut, die in der Längsrichtung des Zylinderrohres vorgesehen ist, eingebettet wird), kann hierdurch die Zahl der Leitungen der Leiterplatte reduziert werden. Gleichzeitig lässt sich eine Verringerung des in der Breitenrichtung benötigten Platzes realisieren. In dem Fall, dass die Positionsdetektionsvorrichtung an einem Stellglied angebracht wird, lässt sich dementsprechend mit der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem Stand der Technik ein Vorteil hinsichtlich des Fußabdrucks (Installationsfläche) und der Kosten erreichen.In addition, by arranging the n magnetic detectors in a row on the outside of the cylinder tube, widening in the widthwise direction (the outer circumferential direction of the cylinder tube) can be avoided. When the n magnetic detectors are mounted in a row on a rectangular printed circuit board (circuit board) extending in the longitudinal direction of the cylinder tube and the circuit board is placed on the cylinder tube (for example, when the circuit board is fitted in a groove extending in the longitudinal direction of the Cylinder tube is provided embedded), the number of lines of the circuit board can be reduced. At the same time, a reduction in the space required in the width direction can be realized. Accordingly, in the case where the position detecting device is mounted on an actuator, the present invention can achieve an advantage in terms of footprint (installation area) and cost compared to the prior art.

Weitere Ziele, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further goals, features and possible applications of the invention also result from the following description of an exemplary embodiment and the drawing. All of the features described and/or illustrated form the subject matter of the invention, either alone or in any combination, regardless of how they are summarized in the claims or how they relate back to them.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist ein Schnitt, der schematisch die Konfiguration eines Stellgliedes zeigt, das eine Positionsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist; 1 12 is a sectional view schematically showing the configuration of an actuator having a position detecting device according to the present embodiment;
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm der Positionsdetektionsvorrichtung gemäß 1; 2 12 is a schematic block diagram of the position detection device according to FIG 1 ;
  • 3 ist eine Ansicht, die die von einem Hall-Elemente detektierte Wellenform eines analogen Detektionssignals (vertikale Komponente des analogen Signals) zeigt; 3 Fig. 14 is a view showing the waveform of an analog detection signal (vertical component of analog signal) detected by a Hall element;
  • 4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem 8-bit digitalen Signalinput in eine Leiterschaltung und einer angenäherten Position eines Kolbens in dem Fall zeigt, dass die Zahl der Magnetdetektoren gleich acht ist; und 4 Fig. 12 is a diagram showing a relationship between an 8-bit digital signal input to a ladder circuit and an approximate position of a piston in the case where the number of magnetic detectors is equal to eight; and
  • 5 ist eine Ansicht, mit der ein Nulldurchgangspunkt einer Wellenform spezifiziert werden soll. 5 Fig. 12 is a view for specifying a zero-cross point of a waveform.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the Preferred Embodiments

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Positionsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.Hereinafter, a preferred embodiment of a position detecting device according to the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.

[Schematische Konfiguration des Stellglieds und der Positionsdetektionsvorrichtung][Schematic configuration of actuator and position detection device]

1 ist ein Schnitt, der schematisch die Konfiguration eines Stellgliedes 10 zeigt, an der eine Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist. 1 12 is a sectional view schematically showing the configuration of an actuator 10 to which a position detecting device 11 according to the present embodiment is provided.

Das Stellglied 10 umfasst ein Zylinderrohr 12 und einen Kolben 14 (Bewegungskörper). Der Kolben 14 unterteilt einen Raum 13 im Inneren des Zylinderrohres 12 in zwei Räume (Kammern) 13a, 13b und wird in der Richtung des Pfeils A (Bewegungsrichtung) im Inneren des Zylinderrohres 12 bewegt. Eine Kolbenstange 14a ist mit dem Kolben 14 verbunden. In 1 ist eine Richtung nach rechts der Richtungen des Pfeils A als die Richtung des Pfeils a1 definiert, und eine Richtung nach links von den Richtungen des Pfeils A ist als eine Richtung des Pfeils a2 definiert.The actuator 10 includes a cylinder tube 12 and a piston 14 (moving body). The piston 14 divides a space 13 inside the cylinder tube 12 into two spaces (chambers) 13a, 13b and is moved in the direction of arrow A (moving direction) inside the cylinder tube 12. As shown in FIG. A piston rod 14a is connected to the piston 14 . In 1 a rightward direction of the arrow A directions is defined as the arrow a1 direction, and a leftward direction of the arrow A directions is defined as an arrow a2 direction.

An beiden Enden des Zylinderrohres 12 in den Richtungen des Pfeils A sind jeweilige Luftanschlüsse 12a, 12b vorgesehen, über welche Luft in die Kammern 13a bzw. 13b einströmen kann, während gleichzeitig Luft aus dem Inneren der Kammern 13a, 13b abgeführt wird. Wenn Luft über den Luftanschluss 12b einströmen kann und Luft von dem Luftanschluss 12a abgeführt wird, wird in diesem Fall der Kolben 14 durch eine Luftdruckdifferenz zwischen den beiden Räumen oder Kammern 13a, 13b in der Richtung des Pfeils a1 bewegt oder verschoben. Wenn umgekehrt Luft durch den Luftanschluss 12a einströmen kann und Luft durch den Luftanschluss 12b abgeführt wird, wird der Kolben 14 durch die Luftdruckdifferenz zwischen den beiden Kammern 13a, 13b in der Richtung des Pfeils a2 verschoben.At both ends of the cylinder tube 12 in the directions of the arrow A, respective air ports 12a, 12b are provided, through which air can flow into the chambers 13a, 13b, respectively, while at the same time air is discharged from the interior of the chambers 13a, 13b. In this case, when air is allowed to flow in via the air port 12b and air is discharged from the air port 12a, the piston 14 is moved or displaced in the direction of the arrow a1 by an air pressure difference between the two spaces or chambers 13a, 13b. Conversely, when air is allowed to flow in through the air port 12a and air is discharged through the air port 12b, the piston 14 is displaced in the direction of the arrow a2 by the air pressure difference between the two chambers 13a, 13b.

An dem Kolben 14 ist ein Magnet 16 vorgesehen. Die Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein magnetischer Längenmesssensor, der das Magnetfeld des Magneten 16 detektiert und auf der Basis des detektierten Magnetfeldes die Position des Kolbens 14, an dem der Magnet 16 angebracht ist, erfasst. Im Einzelnen sind an der Außenseite des Zylinderrohres 12 des Stellgliedes 10 mehrere (eine Zahl n von) magnetische(n) Detektoren 18, welche die Positionsdetektionsvorrichtung 11 bilden, in einer Reihe mit regelmäßigen Abständen in der Bewegungsrichtung (Richtungen des Pfeils A) des Kolbens 14 angeordnet. Mit der Positionsdetektionsvorrichtung 11 kann die Position des Kolbens 14 auf der Basis von Detektionssignalen der mehreren Magnetdetektoren 18 bestimmt werden.A magnet 16 is provided on the piston 14 . The position detecting device 11 according to the present embodiment is a magnetic length measuring sensor that detects the magnetic field of the magnet 16 and, based on the detected magnetic field, detects the position of the piston 14 to which the magnet 16 is attached. More specifically, on the outside of the cylinder tube 12 of the actuator 10, a plurality (a number n of) of magnetic detectors 18 constituting the position detecting device 11 are arranged in a row at regular intervals in the moving direction (directions of arrow A) of the piston 14 arranged. With the position detection device 11 , the position of the piston 14 can be determined based on detection signals from the plurality of magnetic detectors 18 .

Eine Seite des Magneten 16 in den Richtungen des Pfeils A ist ein N-Pol und seine andere Seite ist ein S-Pol. In diesem Fall ist die Seite des Magneten 16 in Richtung des Pfeils a2 der N-Pol, während seine Seite in der Richtung des Pfeils a1 der S-Pol ist. Dementsprechend ist die Orientierung der magnetischen Pole des Magneten 16 in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung (Richtungen des Pfeils A) des Kolbens 14. Außerdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise eine nicht dargestellte Nut in dem Zylinderrohr 12 entlang dessen Längsrichtung (Richtungen des Pfeils A) vorgesehen, und die n Magnetdetektoren 18 sind in einer Reihe auf einer rechteckigen Leiterplatte angeordnet, die in der Nut angeordnet und eingebettet ist.One side of the magnet 16 in the directions of arrow A is an N pole and its other side is an S pole. In this case, the side of the magnet 16 in the direction of arrow a2 is N pole, while its side in the direction of arrow a1 is S pole. Accordingly, the orientation of the magnetic poles of the magnet 16 is in the same direction as the moving direction (directions of arrow A) of the piston 14. Also, in the present embodiment, an unillustrated groove is preferably formed in the cylinder tube 12 along its longitudinal direction (directions of arrow A ) is provided, and the n magnetic detectors 18 are arranged in a row on a rectangular circuit board which is placed and embedded in the groove.

[Detaillierte Konfiguration und Betriebsweise der Positionsdetektionsvorrichtung][Detailed configuration and operation of the position detection device]

Als nächstes wird eine detaillierte Beschreibung der Konfiguration der Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf das schematische Blockdiagramm gemäß 2 gegeben.Next, a detailed description will be given of the configuration of the position detection device 11 according to the present embodiment with reference to the schematic block diagram of FIG 2 given.

Die Positionsdetektionsvorrichtung 11, die als ein magnetischer Längenmesssensor dient, umfasst eine Anzahl n von Magnetdetektoren 18, eine Leiterschaltung 20 (D/A-Wandler) und einen Steuer-IC 22 (Positionsdetektionseinheit). Jeder der Magnetdetektoren 18 umfasst einen Mikrocomputer 26 und ein Hall-Element 24 (magnetisches Sensorelement). Anders ausgedrückt liegt jeder der Magnetdetektoren 18 in Form eines Moduls vor, bei dem ein Hall-Element 24 und ein Mikrocomputer 26 kombiniert sind. Ein Antriebspotential VCC und ein Referenzpotential GND werden auf das Hall-Element 24 jedes der n Magnetdetektoren 18 aufgegeben.The position detecting device 11 serving as a magnetic length measuring sensor comprises n number of magnetic detectors 18, a ladder circuit 20 (D/A converter), and a control IC 22 (position detecting unit). Each of the magnetic detectors 18 includes a microcomputer 26 and a Hall element 24 (magnetic sensor element). In other words, each of the magnetic detectors 18 is in the form of a module in which a Hall element 24 and a microcomputer 26 are combined. A driving potential VCC and a reference potential GND are applied to the Hall element 24 of each of the n magnetic detectors 18 .

Die Hall-Elemente 24 detektieren das Magnetfeld des Magneten 16 und geben an die Mikrocomputer 26 analoge Detektionssignale (nachfolgend als analoge Detektionssignale bezeichnet) entsprechend dem detektierten Magnetfeld aus. In diesem Fall geben die Hall-Elemente 24 analoge Detektionssignale (analoge Vertikalkomponentensignale) aus, welche einer vertikalen Komponente des Magnetfeldes entsprechen, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung (Orientierung der magnetischen Pole des Magneten 16) des Kolbens 14 orientiert ist.The Hall elements 24 detect the magnetic field of the magnet 16 and output to the microcomputer 26 analog detection signals (hereinafter referred to as analog detection signals) corresponding to the detected magnetic field. In this case, the Hall elements 24 output analog detection signals (analog vertical component signals) corresponding to a vertical component of the magnetic field oriented perpendicular to the moving direction (orientation of the magnetic poles of the magnet 16) of the plunger 14.

3 ist eine Ansicht, welche die Wellenform eines analogen Detektionssignals (analoges Vertikalkomponentensignal) zeigt, das durch ein Hall-Element 24 detektiert wird. In diesem Fall ist die Position des Magneten 16 auf der horizontalen Achse in 3 abgetragen, und der Wert (Spannungswert) des analogen Detektionssignals ist auf der vertikalen Achse abgetragen. 3 FIG. 14 is a view showing the waveform of an analog detection signal (analog vertical component signal) detected by a Hall element 24. FIG. In this case, the position of the magnet 16 on the horizontal axis is in 3 and the value (voltage value) of the analog detection signal is plotted on the vertical axis.

Wenn der N-Pol des Magneten 16 in die Nähe des Hall-Elementes 24 kommt, wird der Wert des analogen Detektionssignals positiv, und wenn der N-Pol an der dem Hall-Element am nächsten liegenden Position ankommt, wird der Wert des analogen Detektionssignals am höchsten. Umgekehrt wird dann, wenn der S-Pol des Magneten 16 in die Nähe des Hall-Elementes 24 kommt, der Wert des analogen Detektionssignals negativ, und wenn der S-Pol diesem am nächsten kommt, wird der Wert des analogen Detektionssignals am niedrigsten. In einem Zustand, in welchem der Übergangsbereich zwischen dem N-Pol und dem S-Pol des Magneten 16 dem Hall-Element 24 am nächsten liegt, wird der Wert des analogen Detektionssignals gleich 0 [V].When the N pole of the magnet 16 comes close to the Hall element 24, the value of the analog detection signal becomes positive, and when the N pole comes to the position closest to the Hall element, the value of the analog detection signal becomes the highest. Conversely, when the S pole of the magnet 16 comes close to the Hall element 24, the value of the analog detection signal becomes negative, and when the S pole comes closest thereto, the value of the analog detection signal becomes lowest. In a state where the transition region between the N pole and the S pole of the magnet 16 is closest to the Hall element 24, the value of the analog detection signal becomes 0 [V].

Beispielsweise bei der in 2 gezeigten Anordnung steigt in dem Fall, dass die Aufmerksamkeit auf den zweiten Magnetdetektor 18 von links (der zweite gezählt von der Seite in der Richtung des Pfeils a2) fokussiert wird, wenn der Magnet 16 auf seinem Weg von der Richtung des Pfeils a1 zu der Richtung des Pfeils a2 (der Richtung auf der Seite des N-Pols) mit einer konstanten Geschwindigkeit in die Nähe des Hall-Elementes 24 des zweiten Magnetdetektors 18 kommt, der Wert des analogen Detektionssignals allmählich von 0 [V] an. Nachdem er seinen positiven Spitzenwert erreicht hat, sinkt er allmählich und kehrt anschließend zu einem Wert von 0 [V] zurück. Wenn sich der Magnet 16 weiter in der Richtung des Pfeils a2 bewegt, wird außerdem der Wert des analogen Detektionssignals noch geringer, und nachdem er seinen negativen Maximalwert erreicht hat, steigt er allmählich an und kehrt anschließend zu einem Wert von 0 [V] zurück.For example at the in 2 The arrangement shown increases in the event that attention is focused on the second magnetic detector 18 from the left (the second counting from the side in the direction of arrow a2) as the magnet 16 makes its way from the direction of arrow a1 to the direction of the arrow a2 (the direction on the N-pole side) comes near the Hall element 24 of the second magnetic detector 18 at a constant speed, the value of the analog detection signal gradually arrives from 0 [V]. After reaching its positive peak, it gradually decreases and then returns to a value of 0 [V]. In addition, as the magnet 16 further moves in the direction of the arrow a2, the value of the analog detection signal becomes even smaller, and after reaching its negative maximum value, it gradually increases and thereafter returns to a value of 0 [V].

Bei der in 2 gezeigten Anordnung sinkt andererseits beispielsweise in dem Fall, dass die Aufmerksamkeit auf den am weitesten rechts liegenden Magnetdetektor 18 (auf der Seite in der Richtung des Pfeils a1) fokussiert wird, wenn der Magnet 16 mit einer konstanten Geschwindigkeit auf dem Weg von der Richtung des Pfeils a2 zu der Richtung des Pfeils a1 (der Richtung auf der Seite des S-Pols) in die Nähe des am weitesten rechts liegenden Hall-Elementes 24 des Magnetdetektors 18 kommt, der Wert des analogen Detektionssignals allmählich von 0 [V] ab. Nachdem er seinen negativen Maximalwert erreicht hat, steigt er allmählich an und kehrt anschließend zu einem Wert von 0 [V] zurück. Wenn sich der Magnet 16 in der Richtung des Pfeils a1 bewegt, wird der Wert des analogen Detektionssignals außerdem noch höher, und nachdem er seinen positiven Maximalwert erreicht hat, sinkt er allmählich ab und kehrt anschließend zu einem Wert von 0 [V] zurück.At the in 2 On the other hand, the arrangement shown decreases, for example, in the case that attention is focused on the rightmost magnetic detector 18 (on the side in the direction of the arrow a1) when the magnet 16 moves at a constant speed on the way from the direction of the arrow a2 to the direction of the arrow a1 (the direction on the S pole side) comes close to the rightmost Hall element 24 of the magnetic detector 18, the value of the analog detection signal gradually deviates from 0 [V]. After reaching its negative maximum value, it gradually increases and then returns to a value of 0 [V]. In addition, when the magnet 16 moves in the direction of the arrow a1, the value of the analog detection signal becomes even higher, and after reaching its positive maximum value, it gradually decreases and thereafter returns to a value of 0 [V].

In diesem Fall wird bei der in 3 gezeigten Wellenform der Punkt, an welchem das analoge Detektionssignal die 0 [V]-Linie schneidet (kreuzt), als ein Nulldurchgangspunkt P bezeichnet.In this case, at the in 3 In the waveform shown, the point at which the analog detection signal intersects (crosses) the 0 [V] line is referred to as a zero-cross point P.

Zurück zu 2 umfasst jeder der Mikrocomputer 26 wenigstens einen A/D-Wandler 30 (erster A/D-Wandler), einen I/O-Anschluss 32 und eine Kommunikationseinheit 34. Der A/D-Wandler 30 wandelt das analoge Detektionssignal, das mit einer konstanten Periode durch das Hall-Element 24 detektiert wird, in ein 1-bit digitales Signal (nachfolgend als ein „digitales Detektionssignal“ bezeichnet) um und gibt dieses an den I/O-Anschluss 32 aus.Back to 2 Each of the microcomputers 26 includes at least an A/D converter 30 (first A/D converter), an I/O port 32 and a communication unit 34. The A/D converter 30 converts the analog detection signal which is measured with a constant period is detected by the Hall element 24 into a 1-bit digital signal (hereinafter referred to as a “digital detection signal”) and outputs it to the I/O port 32 .

Wenn der Absolutwert des analogen Detektionssignals, das von dem Hall-Element 24 detektiert wird, höher ist als ein Schwellenwert, gibt der A/D-Wandler 30 ein digitales Detektionssignal von „1“ an den I/O-Anschluss 32 aus, während der A/D-Wandler 30 andererseits dann, wenn der Absolutwert des analogen Digitalsignals geringer ist als der Schwellenwert, ein digitales Detektionssignal von „0“ an den I/O-Anschluss 32 ausgibt. In 3 sind Bereiche des analogen Detektionssignals, die durch den A/D-Wandler 30 in ein digitales Detektionssignal von „1“ umgewandelt werden, schraffiert dargestellt.When the absolute value of the analog detection signal detected by the Hall element 24 is higher than a threshold value, the A/D converter 30 outputs a digital detection signal of “1” to the I/O port 32 during which On the other hand, when the absolute value of the analog digital signal is less than the threshold value, A/D converter 30 outputs a digital detection signal of “0” to I/O terminal 32 . In 3 For example, portions of the analog detection signal that are converted into a digital detection signal of “1” by the A/D converter 30 are shown hatched.

Der I/O-Anschluss 32 gibt das 1-bit digitale Detektionssignal, das ihm von dem A/D-Wandler 30 zugeführt wird, an die Leiterschaltung 20 (ladder circuit) aus. Dementsprechend werden 1-bit digitale Detektionssignale von den jeweiligen n Magnetdetektoren 18 in die Leiterschaltung 20 eingegeben. Daher empfängt die Leiterschaltung 20 die von den jeweiligen n Magnetdetektoren 18 ausgegebenen digitalen Detektionssignale als ein digitales Signal (n-bit digitales Signal) mit einer Bitanzahl, die der Zahl n der Magnetdetektoren 18 entspricht. Wenn beispielsweise die Zahl der Magnetdetektoren 18 gleich acht ist, so werden 1-bit digitale Detektionssignale von den acht Magnetdetektoren 18 an die Leiterschaltung 20 ausgegeben und daher wird ein 8-bit digitales Signal in die Leiterschaltung 20 eingegeben.The I/O terminal 32 outputs the 1-bit digital detection signal supplied thereto from the A/D converter 30 to the ladder circuit 20 . Accordingly, 1-bit digital detection signals are input to the ladder circuit 20 from the respective n magnetic detectors 18 . Therefore, the ladder circuit 20 receives the digital detection signals output from the respective n magnetic detectors 18 as a digital signal (n-bit digital signal) having a bit number corresponding to the number n of the magnetic detectors 18 . For example, when the number of the magnetic detectors 18 is eight, 1-bit digital detection signals are output from the eight magnetic detectors 18 to the ladder circuit 20, and therefore an 8-bit digital signal is input to the ladder circuit 20.

Die Zahl n an Magnetdetektoren 18 kann in Abhängigkeit von dem Messabstand oder dergleichen beliebig modifiziert werden. Die 1-bit digitalen Detektionssignale, die von den n Magnetdetektoren 18 in 2 ausgegeben werden, entsprechen jeweils einer ersten Zahl, einer zweiten Zahl, ... einer nten Zahl des n-bit digitalen Signals geordnet von dem am weitesten rechts liegenden Magnetdetektor 18 entlang den Richtungen des Pfeils A. Das n-bit digitale Signal bezeichnet die Position (angenäherte Position) des Kolbens 14 (Magnet 16). 4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem 8-bit digitalen Signal, das in die Leiterschaltung 20 eingegeben wird, und der Position (angenäherte Position) des Kolbens 14 (Magnet 16) in dem Fall zeigt, dass die Zahl der Magnetdetektoren gleich acht ist. In 4 ist ein 8-bit digitaler Signalwert (Ausgabewert), der in die Leiterschaltung 20 eingegeben wird, in dezimaler Notation gezeigt.The number n of the magnetic detectors 18 can be arbitrarily modified depending on the measurement distance or the like. The 1-bit digital detection signals obtained from the n magnetic detectors 18 in 2 are output correspond respectively to a first number, a second number, ... an nth number of the n-bit digital signal in order from the rightmost magnet detector 18 along the directions of arrow A. The n-bit digital signal indicates the position (approximate position) of the piston 14 (magnet 16). 4 14 is a diagram showing a relationship between an 8-bit digital signal input to the ladder circuit 20 and the position (approximate position) of the plunger 14 (magnet 16) in the case that the number of magnetic detectors is eight . In 4 An 8-bit digital signal value (output value) input to the ladder circuit 20 is shown in decimal notation.

Hierbei besitzt das Magnetfeld des Magneten 16 eine konstante Größe oder Ausbreitung. Daher gibt es mehrere Magnetdetektoren 18, die ein digitales Detektionssignal von „1“ ausgeben. Außerdem werden die digitalen Detektionssignale, die durch die in der Nähe des Nulldurchgangspunktes P positionierten Magnetdetektoren 18 ausgegeben werden, gleich „0“ (siehe 3). Dementsprechend wird eine Datenkette (data string) der digitalen Detektionssignale, die jeweils von den mehreren Magnetdetektoren 18 (wenn beispielsweise angenommen wird, dass es sechs einzelne Magnetdetektoren 18 gibt), die in einem festgelegten Bereich um die Position des Kolbens 14 (Magnet 16) liegen, beispielsweise „110011“ in der Richtung des Pfeils a1. Wenn ein Diagramm, wie das in 4 gezeigte, verwendet wird, ist es daher möglich, die Position des Magneten 16 aus dem n-bit digitalen Signal zu bestimmen. Es sollte aber berücksichtigt werden, dass die bestimmte Position des Magneten 16 nur eine angenäherte oder ungefähre Position ist.Here, the magnetic field of the magnet 16 has a constant magnitude or spread. Therefore, there are several magnetic detectors 18 that output a digital detection signal of "1". In addition, the digital detection signals output by the magnetic detectors 18 positioned in the vicinity of the zero-cross point P become "0" (see Fig 3 ). Accordingly, a data string (data string) of the digital detection signals, each from the plurality of magnetic detectors 18 (for example, assuming that there are six individual magnetic detectors 18) that are in a specified range around the position of the piston 14 (magnet 16) are , for example "110011" in the direction of the arrow a1. If a diagram like the one in 4 is used, it is therefore possible to determine the position of the magnet 16 from the n-bit digital signal. However, it should be appreciated that the specific position of the magnet 16 is only an approximate or approximate position.

Zurück zu 2 ist die Leiterschaltung 20 eine R-2R Leiterschaltung (R-2R-Netzwerk), die durch Widerstände R, 2R (der Widerstandswert des Widerstands 2R ist zwei Mal so groß wie der des Widerstands R) gebildet wird. Im Einzelnen ist der Ausgangsanschluss der Leiterschaltung 20 an den Steuer-IC 22 angeschlossen, und die mehreren Widerstände R und der eine Widerstand 2R sind in Reihe zwischen dem Steuer-IC 22 und der Erde angeschlossen. Außerdem sind die mehreren Eingangsanschlüsse der Leiterschaltung 20 an die jeweiligen Mikrocomputer 26 angeschlossen und über die Widerstände 2R jeweils zwischen den in Reihe angeschlossenen Widerständen R, 2R angeschlossen.Back to 2 the ladder circuit 20 is an R-2R ladder circuit (R-2R network) formed by resistors R, 2R (the resistance of the resistor 2R is twice that of the resistor R). Specifically, the output terminal of the ladder circuit 20 is connected to the control IC 22, and the plurality of resistors R and one resistor 2R are connected in series between the control IC 22 and the ground. In addition, the plural input terminals of the ladder circuit 20 are connected to the respective microcomputers 26 and connected through the resistors 2R between the series-connected resistors R, 2R, respectively.

In diesem Fall wandelt die Leiterschaltung 20 das n-bit digitale Signal (die Zahl n von digitalen Signalen), die von den n Mikrocomputern 26 eingegeben werden, in ein einziges analoges Signal (analoges Ausgabesignal) um und gibt dieses an den Steuer-IC 22 aus. Außerdem wird von den n Mikrocomputern 26 in die Leiterschaltung 20 ein neues n-bit digitales Signal mit einer konstanten Periode geliefert. In dem Fall, dass der Kolben 14 bewegt wird, ändert sich somit das eine analoge Signal, das die Leiterschaltung 20 an den Steuer-IC 22 ausgibt, mit einer festen Periode.In this case, the ladder circuit 20 converts the n-bit digital signal (the number n of digital signals) input from the n microcomputers 26 into a single analog signal (analog output signal) and outputs it to the control IC 22 out of. In addition, a new n-bit digital signal is supplied from the n microcomputers 26 into the ladder circuit 20 with a constant period. Thus, in the event that the plunger 14 is moved, the one analog signal that the ladder circuit 20 outputs to the control IC 22 changes at a fixed period.

Der Steuer-IC 22 umfasst wenigstens einen A/D-Wandler 40 (zweiter A/D-Wandler), eine Steuerung 42 und eine Kommunikationseinheit 44. Ein analoges Ausgabesignal von der Leiterschaltung 20 wird in den A/D-Wandler 40 des Steuer-IC 22 eingegeben. Der A/D-Wandler 40 wandelt das analoge Ausgabesignal, das ihm eingegeben wurde, in ein n-bit digitales Signal (digitales Ausgabesignal) mit einer festen Periode um und gibt dieses an die Steuerung 42 aus.The control IC 22 includes at least an A/D converter 40 (second A/D converter), a controller 42 and a communication unit 44. An analog output signal from the ladder circuit 20 is input to the A/D converter 40 of the control IC 22 entered. The A/D converter 40 converts the analog output signal input thereto into an n-bit digital signal (digital output signal) with a fixed period and outputs it to the controller 42 .

Auf der Basis des n-bit digitalen Ausgabesignals, das ihr eingegeben wird, bestimmt die Steuerung 42 eine angenäherte Position des Kolbens 14 (Magnet 16). Die Steuerung 42 umfasst eine Tabelle, wie sie in 4 gezeigt ist, und bestimmt auf der Basis des ihr eingegebenen n-bit digitalen Signals die ungefähre Position des Kolbens 14 (Magnet 16). Dementsprechend kann die ungefähre Position des Kolbens 14 (Magnet 16) unmittelbar bestimmt werden.Based on the n-bit digital output signal input to it, the controller 42 determines an approximate position of the piston 14 (magnet 16). The controller 42 includes a table as shown in 4 and, based on the n-bit digital signal input to it, determines the approximate position of the piston 14 (magnet 16). Accordingly, the approximate position of the piston 14 (magnet 16) can be determined immediately.

Im Einzelnen wird die D/A-Wandlung durch die Leiterschaltung 20 an dem n-bit digitalen Signal, das ihr mit einer festen Periode von den n Magnetdetektoren 18 zugeführt wird, durchgeführt, und das D/A-gewandelte einzige analoge Ausgabesignal wird in den Steuer-IC 22 eingegeben. Da der Steuer-IC 22 die Signale von allen Magnetdetektoren 18 in der Form eines analogen Ausgabesignals kollektiv sammeln kann, ist der Steuer-IC 22 in der Lage, die Position des Kolbens 14 (Magnet 16) sehr schnell zu erfassen, ohne dass es notwendig wäre, analoge Detektionssignale von allen Magnetdetektoren 18 sequentiell auszulesen.More specifically, the D/A conversion is performed by the ladder circuit 20 on the n-bit digital signal supplied thereto with a fixed period from the n magnetic detectors 18, and the D/A converted single analog output signal is converted into the Control IC 22 input. Because the control IC 22 can collect the signals from all the magnet detectors 18 collectively in the form of an analog output signal, the control IC 22 is able to detect the position of the piston 14 (magnet 16) very quickly without the need would be to read analog detection signals from all of the magnetic detectors 18 sequentially.

Außerdem kann die Steuerung 42 eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsstrecke des Kolbens 14 (Magnet 16) auf der Basis der ungefähren Position der Kolbens 14 (Magnet 16), die zu einer festen Periode bestimmt wird, berechnen.In addition, the controller 42 may calculate a moving speed and/or a moving distance of the piston 14 (magnet 16) based on the approximate position of the piston 14 (magnet 16) determined at a fixed period.

Die Kommunikationseinheit 44 und die n Mikrocomputer 26 sind über eine Signalleitung 50 verbunden. In dem Fall, dass die ungefähre Position des Kolbens 14 (Magnet 16) bestimmt wurde, spezifiziert die Steuerung 42 dann auf der Basis der bestimmten ungefähren Position des Kolbens 14 (Magnet 16) durch die Signalleitung 50 eine Mehrzahl der Magnetdetektoren 18, die zum Auslesen der analogen Detektionssignale verwendet werden.The communication unit 44 and the n microcomputers 26 are connected via a signal line 50 . In the event that the approximate position of the piston 14 (magnet 16) has been determined, the controller 42 then specifies, based on the determined approximate position of the piston 14 (magnet 16), through the signal line 50, a plurality of the magnetic detectors 18 to read of the analog detection signals are used.

Wie oben angemerkt wurde, ist aufgrund der Tatsache, dass das Magnetfeld des Magneten 16 eine konstante Größe und Ausbreitung aufweist, die Position des Magneten 16, die auf der Basis des n-bit digitalen Ausgabesignals bestimmt wurde, eine ungefähre oder angenäherte Position. Damit die Steuerung 42 den Nulldurchgangspunkt P finden und abfragen (detektieren) kann, um die Position im Detail (genaue Position) des Magneten 16 zu bestimmen, werden Magnetdetektoren 18, die in einem vorbestimmten Bereich um die bestimmte ungefähre Position des Kolbens 14 (Magnet 16) liegen oder anders ausgedrückt Magnetdetektoren 18 bis zu einen vorbestimmten Zahl von Detektoren auf beiden Seiten jeweils in der Richtung des Pfeils a1 und der Richtung des Pfeils a2 von der bestimmten ungefähren Position des Kolbens 14 als diejenigen Magnetdetektoren 18 festgelegt, die zum Auslesen der analogen Detektionssignale verwendet werden. Hierbei ist die Zahl der Magnetdetektoren 18, die zum Auslesen der analogen Detektionssignale bestimmt werden, deutlich geringer als die Zahl n aller Magnetdetektoren 18, die an der Außenseite des Zylinderrohres 12 angeordnet sind.As noted above, due to the fact that the magnetic field of magnet 16 is constant in magnitude and spread, the position of the magnet 16 determined based on the n-bit digital output signal, an approximate or approximate position. In order for the controller 42 to find and interrogate (detect) the zero crossing point P to determine the detailed position (exact position) of the magnet 16, magnet detectors 18 positioned within a predetermined range about the determined approximate position of the piston 14 (magnet 16 ) or in other words, magnetic detectors 18 are located up to a predetermined number of detectors on both sides respectively in the direction of the arrow a1 and the direction of the arrow a2 from the determined approximate position of the piston 14 as those magnetic detectors 18 set as those for reading out the analog detection signals be used. In this case, the number of magnetic detectors 18 that are intended for reading out the analog detection signals is significantly lower than the number n of all magnetic detectors 18 that are arranged on the outside of the cylinder tube 12 .

In diesem Fall liefert die Steuerung 42 (Steuer-IC 22) über die Signalleitung 50 Steuersignale sequentiell an die Mikrocomputer 26 der bestimmten mehreren Magnetdetektoren 18. Die Mikrocomputer 26 der Magnetdetektoren 18, welche die Steuersignale empfangen haben, senden analoge Detektionssignale, die durch die Hall-Elemente 24 detektiert wurden, durch die Signalleitung 50 an den Steuer-IC 22 (Steuerung 42). Dementsprechend ist die Steuerung 42 (Steuer-IC 22) in der Lage, durch die Signalleitung 50 analoge Detektionssignale sequentiell von den Mikrocomputern 26 der spezifizierten mehreren Magnetdetektoren 18 zu sammeln.In this case, the controller 42 (control IC 22) supplies control signals sequentially to the microcomputers 26 of the specified plurality of magnetic detectors 18 via the signal line 50. The microcomputers 26 of the magnetic detectors 18 which have received the control signals send analog detection signals which are determined by the Hall elements 24 have been detected, through the signal line 50 to the control IC 22 (controller 42). Accordingly, the controller 42 (control IC 22) is able to sequentially collect analog detection signals from the microcomputers 26 of the specified plurality of magnetic detectors 18 through the signal line 50 .

Die Übertragung der analogen Detektionssignale durch die oben genannte Signalleitung 50 wird durch die Kommunikationseinheiten 34 und die Kommunikationseinheit 44 mit Hilfe von seriellen Kommunikationen zwischen den Mikrocomputern 26 und dem Steuer-IC 22 durchgeführt. In diesem Fall werden diese seriellen Kommunikationen durch einen IIC (12C) Bus (IIC und 12C sind eingetragene Marken), einen SPI Bus oder dergleichen durchgeführt.The transmission of the analog detection signals through the above-mentioned signal line 50 is performed by the communication units 34 and the communication unit 44 by means of serial communications between the microcomputers 26 and the control IC 22. In this case, these serial communications are performed through an IIC (12C) bus (IIC and 12C are registered trademarks), an SPI bus, or the like.

Die Steuerung 42 identifiziert die genaue Position des Kolbens 14 (Magnet 16) auf der Basis der analogen Detektionssignale, die von den mehreren Magnetdetektoren 18 empfangen werden. Im Einzelnen trägt die Steuerung 42 die Werte der analogen Detektionssignale (Spannungswerte), die von den mehreren Magnetdetektoren 18 empfangen werden, relativ zu den Positionen, an welchen die Magnetdetektoren 18 angeordnet sind, auf und bestimmt dadurch eine Wellenform, wie die in 5 gezeigte, und identifiziert darin den Nulldurchgangspunkt P. Außerdem spezifiziert die Steuerung 42 die Position des identifizierten Nulldurchgangspunktes P als die genaue Position des Kolbens 14 (Magnet 16).The controller 42 identifies the precise position of the piston 14 (magnet 16) based on the analog detection signals received from the plurality of magnetic detectors 18. More specifically, the controller 42 plots the values of the analog detection signals (voltage values) received from the plurality of magnetic detectors 18 relative to the positions at which the magnetic detectors 18 are arranged, and thereby determines a waveform as shown in FIG 5 and identifies therein the zero crossing point P. In addition, the controller 42 specifies the position of the identified zero crossing point P as the exact position of the piston 14 (magnet 16).

Da auf diese Weise keine Notwendigkeit besteht, analoge Detektionssignale sequentiell von allen (Anzahl n) Magnetdetektoren 18 zu sammeln, kann die genaue Position des Kolbens 14 (Magnet 16) schnell und akkurat bestimmt werden. Außerdem kann die Steuerung 42 eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsstrecke des Kolbens 14 (Magnet 16) auf der Basis der spezifizierten genauen Position des Kolbens 14 (Magnet 16) berechnen.In this way, since there is no need to collect analog detection signals sequentially from all (n number) of magnetic detectors 18, the precise position of the piston 14 (magnet 16) can be determined quickly and accurately. In addition, the controller 42 may calculate a moving speed and/or a moving distance of the piston 14 (magnet 16) based on the specified precise position of the piston 14 (magnet 16).

[Vorteile und Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform][Advantages and Effects of the Present Embodiment]

Wie oben beschrieben wurde, führt bei der Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Leiterschaltung 20, die als ein A/D-Wandler dient, nach Empfang der digitalen Detektionssignale, die jeweils von den n Magnetdetektoren 18 ausgegeben werden, als n-bit digitale Signale eine D/A-Wandlung durch, um die n-bit digitalen Signale in ein analoges Ausgabesignal umzuwandeln, und gibt dieses Signal an den Steuer-IC 22 aus. Dadurch ist es nicht notwendig, die Zahl n von analogen Detektionssignalen oder digitalen Detektionssignalen sequentiell auszulesen, so dass der Steuer-IC 22 auf der Basis lediglich eines analogen Ausgabesignals die Position des Kolbens 14, an dem der Magnet 16 angebracht ist, schnell detektieren kann.As described above, in the position detecting device 11 according to the present embodiment, the ladder circuit 20 serving as an A/D converter, upon receiving the digital detection signals respectively output from the n magnetic detectors 18, outputs n-bit digital signals performs D/A conversion to convert the n-bit digital signals into an analog output signal and outputs this signal to the control IC 22. Thereby, it is not necessary to sequentially read out the number n of analog detection signals or digital detection signals, so that the control IC 22 can quickly detect the position of the piston 14 to which the magnet 16 is attached based only on an analog output signal.

Wenn der Kolben 14 in die Nähe der Zahl n von Hall-Elementen 24 kommt, reagieren (d. h. erfassen) die Hall-Elemente 24 auf das Magnetfeld des Magneten 16 und geben analoge Detektionssignale mit hohem Niveau aus (starke Signale). Nimmt allerdings der Kolben 14 einen Abstand von ihnen ein, so dass sein Magnetfeld nicht erfasst werden kann, geben die Hall-Elemente 24 analoge Detektionssignale mit niedrigem Niveau aus (schwache Signale). Auf der Basis der Beziehung zwischen dem Wert des einzigen analogen Ausgabesignals entsprechend dem n-bit digitalen Signal (auf der Basis der n analogen Detektionssignale) und der Positionen, an denen die n Hall-Elemente 24 angeordnet sind, kann dementsprechend der Steuer-IC 22 die ungefähre Position des Magneten 16 (d. h. die ungefähre Position des Kolbens 14, an dem der Magnet 16 angebracht ist) einfach erfassen.When the piston 14 comes close to the number n of Hall elements 24, the Hall elements 24 respond (i.e. sense) the magnetic field of the magnet 16 and output high-level analog detection signals (strong signals). However, when the piston 14 is spaced apart from them so that its magnetic field cannot be detected, the Hall elements 24 output low-level analog detection signals (weak signals). Accordingly, based on the relationship between the value of the single analog output signal corresponding to the n-bit digital signal (based on the n analog detection signals) and the positions at which the n Hall elements 24 are arranged, the control IC 22 easily sense the approximate position of the magnet 16 (i.e., the approximate position of the piston 14 to which the magnet 16 is attached).

Da der Steuer-IC 22 lediglich ein analoges Ausgabesignal aus der Leiterschaltung 20 ausliest, kann außerdem die Zahl von Leitungen zwischen dem Steuer-IC 22 und der Leiterschaltung 20 verringert werden. Dementsprechend ist es mit dem Steuer-IC 22 möglich, die ungefähre Position des Kolbens 14 mit einer minimalen Menge an Leitungen oder Verdrahtungen zu detektieren. Hierdurch kann eine Vergrößerung der Positionsdetektionsvorrichtung 11 vermieden werden und die Kosten lassen sich reduzieren.In addition, since the control IC 22 reads out only an analog output signal from the ladder circuit 20, the number of lines between the control IC 22 and the ladder circuit 20 can be reduced. Accordingly, with the control IC 22, it is possible to determine the approximate position of the piston 14 with a minimal amount of wiring or to detect wiring. Thereby, enlargement of the position detecting device 11 can be avoided, and the cost can be reduced.

Mit der Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es dementsprechend möglich, die Ansprechempfindlichkeit zu verbessern, indem die ungefähre Position des Kolbens 14, an dem der Magnet 16 angebracht ist, schnell detektiert wird. Außerdem lässt sich eine Verringerung der Größe und Kosten der Positionsdetektionsvorrichtung 11 realisieren.Accordingly, with the position detecting device 11 according to the present embodiment, it is possible to improve the responsiveness by quickly detecting the approximate position of the piston 14 to which the magnet 16 is attached. In addition, reduction in size and cost of the position detection device 11 can be realized.

Außerdem führt der A/D-Wandler 40 des Steuer-IC 22 eine A/D-Wandlung des ihm eingegebenen einzigen analogen Ausgabesignals in das n-bit digitale Ausgabesignal durch, und die Steuerung 42 bestimmt die ungefähre Position des Magneten 16 auf der Basis des n-bit digitalen Ausgabesignals, wodurch die Position des Kolbens 14, an welchem der Magnet 16 angebracht ist, detektiert wird. Im Einzelnen ist das n-bit digitale Ausgabesignal ein digitales Signal, das den digitalen Detektionssignalen, die von den n Magnetdetektoren 18 an die Leiterschaltung 20 ausgegeben werden, entspricht. Aus der Beziehung zwischen dem Wert des n-bit digitalen Ausgabesignals und den Positionen, an welchen die n Hall-Elemente 24 angeordnet sind (vgl. 4), kann daher die Steuerung 42 die ungefähre Position des Kolbens 14 einfach detektieren.In addition, the A/D converter 40 of the control IC 22 performs A/D conversion of the single analog output signal input thereto into the n-bit digital output signal, and the controller 42 determines the approximate position of the magnet 16 based on the n-bit digital output signal whereby the position of the piston 14 to which the magnet 16 is attached is detected. More specifically, the n-bit digital output signal is a digital signal corresponding to the digital detection signals output from the n magnetic detectors 18 to the ladder circuit 20 . From the relationship between the value of the n-bit digital output signal and the positions at which the n Hall elements 24 are arranged (cf. 4 ), therefore, the controller 42 can easily detect the approximate position of the piston 14.

Bei der obigen Beschreibung wurde ein Fall erläutert, bei dem die magnetischen Sensorelemente, die das Magnetfeld des Magneten 16 detektieren, Hall-Elemente 24 sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die magnetischen Sensorelemente aber nicht auf Hall-Elemente 24 eingeschränkt. Solange das Magnetfeld mit ihnen detektiert werden kann, können auch andere Arten von magnetischen Sensorelementen eingesetzt werden. Beispielsweise können anstelle der Hall-Elemente 24 Spulen oder MR-Sensoren eingesetzt werden. In the above description, a case where the magnetic sensor elements that detect the magnetic field of the magnet 16 are Hall elements 24 has been explained. However, in the present embodiment, the magnetic sensor elements are not limited to Hall elements 24 . As long as the magnetic field can be detected with them, other types of magnetic sensor elements can also be used. For example, coils or MR sensors can be used instead of the Hall elements 24 .

Auf der Basis der ungefähren Position des Kolbens 14, die mit Hilfe des n-bit digitalen Ausgabesignals identifiziert wird, liest die Steuerung 42 außerdem Werte der analogen Detektionssignale durch die Signalleitung 50 von den mehreren Mikrocomputern 26, die in einem bestimmten Bereich liegen, aus. Da die Steuerung 42 die Werte der analogen Detektionssignale nicht von allen Mikrocomputern 26 auslesen muss, lässt sich die Bearbeitungszeit, die zur Identifizierung der genauen Position des Kolbens 14 erforderlich ist, abkürzen. Dementsprechend kann mit der Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Prozess zur Bestimmung der genauen Position des Kolbens 14 sehr schnell durchgeführt werden, und die Ansprechempfindlichkeit kann weiter verbessert werden.Also, based on the approximate position of the piston 14 identified by the n-bit digital output signal, the controller 42 reads out values of the analog detection signals through the signal line 50 from the plurality of microcomputers 26 that are within a certain range. Since the controller 42 does not need to read the values of the analog detection signals from all the microcomputers 26, the processing time required to identify the precise position of the piston 14 can be shortened. Accordingly, with the position detecting device 11 according to the present embodiment, the process for determining the precise position of the piston 14 can be performed very quickly, and the responsiveness can be further improved.

Außerdem trägt die Steuerung 42 die Werte der mehreren analogen Detektionssignale, die aus den spezifizierten mehreren Mikrocomputern 26 ausgelesen werden, relativ zu den Positionen, an welchen die spezifizierten mehreren Magnetdetektoren 18 angeordnet sind, auf und bestimmt dadurch die Wellenform gemäß 5, die eine Änderung der Werte der mehreren analogen Detektionssignale relativ zu den Richtungen des Pfeils A zeigt. Außerdem wird ein Nulldurchgangspunkt P detektiert, an welchem die bestimmte Wellenform eine Nulllinie kreuzt. Dabei wird die Position des detektierten Nulldurchgangspunktes P als die genaue Position des Kolbens 14 identifiziert. Gemäß diesem Merkmal ist es möglich, die genaue Position des Kolbens 14 schnell und zuverlässig zu bestimmen. Indem die genaue Position des Kolbens 14 identifiziert wird, kann außerdem eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsstrecke des Kolbens 14 auf der Basis der identifizierten genauen Position des Kolbens 14 berechnet werden.In addition, the controller 42 plots the values of the plural analog detection signals read out from the specified plural microcomputers 26 relative to the positions at which the specified plural magnetic detectors 18 are arranged, and thereby determines the waveform according to 5 12 showing a change in values of the plurality of analog detection signals relative to the arrow A directions. In addition, a zero-crossing point P is detected at which the determined waveform crosses a zero line. Thereby the position of the detected zero crossing point P is identified as the precise position of the piston 14 . According to this feature, it is possible to determine the exact position of the piston 14 quickly and reliably. In addition, by identifying the precise position of the piston 14, a speed of movement and/or a distance of movement of the piston 14 can be calculated based on the identified precise position of the piston 14.

Außerdem ist bei der Positionsdetektionsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Magnet 16 so an dem Kolben 14 angebracht, dass seine magnetischen Pole entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens 14 orientiert sind. Die n Magnetdetektoren 18 sind in einer Reihe entlang der Bewegungsrichtung an einer Außenseite des Zylinderrohres 12 angeordnet. Gemäß diesem Merkmal kann die Positionsdetektionsvorrichtung 11 bei einem Stellglied 10 eingesetzt werden. Lediglich indem die n Magnetdetektoren 18 in einer Reihe an der Außenseite des Zylinderrohres 12 angeordnet werden, kann die genaue Position des Kolbens 14, an dem der Magnet 16 angebracht ist, schnell und zuverlässig bestimmt werden.Also, in the position detecting device 11 according to the present embodiment, the magnet 16 is attached to the plunger 14 so that its magnetic poles are oriented along the moving direction of the plunger 14 . The n magnetic detectors 18 are arranged in a row along the moving direction on an outside of the cylinder tube 12 . According to this feature, the position detecting device 11 can be applied to an actuator 10 . Only by arranging the n magnetic detectors 18 in a row on the outside of the cylinder tube 12 can the precise position of the piston 14, on which the magnet 16 is attached, be determined quickly and reliably.

Indem die n Magnetdetektoren 18 in einer Reihe an der Außenseite des Zylinderrohres 12 angeordnet werden, kann eine Verbreiterung in der Breitenrichtung (der äußeren Umfangsrichtung des Zylinderrohres 12) vermieden werden. Hierdurch können die n Magnetdetektoren 18 in einer Reihe auf einer Leiterplatte mit einer rechteckigen Form, die entlang der Längsrichtung (der Richtung des Pfeils A) des Zylinderrohres 12 länger ist, angebracht werden. Wenn die Leiterplatte an dem Zylinderrohr 12 angeordnet ist (beispielsweise durch Einbetten der Leiterplatte in eine Nut, die in der Längsrichtung des Zylinderrohres 12 vorgesehen ist), kann die Zahl von Leitungen der Leiterplatte verringert werden. Gleichzeitig lässt sich eine Verringerung des Platzes, der in der Breitenrichtung eingenommen wird, realisieren. In dem Fall, dass die Positionsdetektionsvorrichtung 11 bei einem Stellglied 10 eingesetzt wird, wird dementsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zum Stand der Technik ein Vorteil hinsichtlich des Fußabdrucks (Installationsraum) und der Kosten erreicht.By arranging the n magnetic detectors 18 in a row on the outside of the cylinder tube 12, widening in the widthwise direction (the outer circumferential direction of the cylinder tube 12) can be avoided. This allows the n magnetic detectors 18 to be mounted in a row on a circuit board having a rectangular shape that is longer along the longitudinal direction (the direction of the arrow A) of the cylinder tube 12 . When the circuit board is arranged on the cylinder tube 12 (for example, by embedding the circuit board in a groove provided in the longitudinal direction of the cylinder tube 12), the number of leads of the circuit board can be reduced. At the same time, a reduction in the space occupied in the width direction can be realized. Accordingly, in the case where the position detecting device 11 is applied to an actuator 10, the present embodiment tion form compared to the prior art an advantage in terms of footprint (installation space) and cost achieved.

Claims (7)

Positionsdetektionsvorrichtung (11) mit: einer Zahl n von Magnetdetektoren (18), die jeweils ein magnetisches Sensorelement (24) aufweisen, das dazu ausgestaltet ist, das Magnetfeld eines Magneten (16), der an einem Bewegungskörper (14) angebracht ist, zu detektieren und ein analoges Detektionssignal entsprechend dem Magnetfeld auszugeben, und einem ersten A/D-Wandler (30), der dazu ausgestaltet ist, eine A/D-Wandlung des analogen Detektionssignals in ein digitales Detektionssignal durchzuführen und das digitale Detektionssignal auszugeben, wobei die n Magnetdetektoren (18) in gleichmäßigen Abständen entlang einer Bewegungsrichtung (A) des Bewegungskörpers (14) angeordnet sind, einem D/A-Wandler (20), der dazu ausgestaltet ist, die digitalen Detektionssignale, die jeweils von den n Magnetdetektoren (18) ausgegeben werden, als ein n-bit digitales Signal zu empfangen, eine D/A-Wandlung des n-bit digitalen Signals durchzuführen und ein D/A-gewandeltes analoges Ausgabesignal auszugeben, und einer Positionsdetektionseinheit (22), die dazu ausgestaltet ist, eine Position des Bewegungskörpers (14) auf der Basis des ihr von dem D/A-Wandler (20) eingegebenen analogen Ausgabesignals zu detektieren.Position detection device (11) with: a number n of magnetic detectors (18), each having a magnetic sensor element (24) designed to detect the magnetic field of a magnet (16) attached to a moving body (14) and an analog detection signal corresponding to the to output a magnetic field, and a first A/D converter (30) configured to perform A/D conversion of the analog detection signal into a digital detection signal and to output the digital detection signal, the n magnetic detectors (18) being equally spaced are arranged along a direction of movement (A) of the moving body (14), a D/A converter (20) configured to receive the digital detection signals respectively output from the n magnetic detectors (18) as an n-bit digital signal, D/A conversion of the n- bit digital signal and output a D/A converted analog output signal, and a position detection unit (22) configured to detect a position of the moving body (14) based on the analog output signal inputted thereto from the D/A converter (20). Positionsdetektionsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdetektionseinheit (22) einen zweiten A/D-Wandler (40) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, eine A/D-Wandlung des ihm eingegebenen analogen Ausgabesignals durchzuführen, und dass die Positionsdetektionseinheit (22) eine Position des Magneten (16) auf der Basis eines A/Dgewandelten n-bit digitalen Ausgabesignals bestimmt, wodurch die Position des Bewegungskörpers (14), an welchem der Magnet (16) angebracht ist, detektiert wird.Position detection device (11) after claim 1 , characterized in that the position detection unit (22) has a second A/D converter (40) which is designed to carry out an A/D conversion of the analog output signal input to it, and in that the position detection unit (22) detects a position of the magnet (16) on the basis of an A/D converted n-bit digital output signal, thereby detecting the position of the moving body (14) to which the magnet (16) is attached. Positionsdetektionsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Signalleitung (50), die dazu ausgestaltet ist, die n Magnetdetektoren (18) mit der Positionsdetektionseinheit (22) zu verbinden, wobei die Positionsdetektionseinheit (22) eine Mehrzahl von Magnetdetektoren (18) spezifiziert, die in einem bestimmten Bereich um die detektierte Position des Bewegungskörpers (14) liegen, Werte der analogen Detektionssignale von den spezifizierten mehreren Magnetdetektoren (18) durch die Signalleitung (50) ausliest und eine genaue Position des Bewegungskörpers (14) auf der Basis der Werte der mehreren analogen Detektionssignale, die ausgelesen wurden, identifiziert.Position detection device (11) after claim 1 , characterized by a signal line (50) designed to connect the n magnetic detectors (18) to the position detection unit (22), the position detection unit (22) specifying a plurality of magnetic detectors (18) located in a certain range around the detected position of the moving body (14), reads values of the analog detection signals from the specified plurality of magnetic detectors (18) through the signal line (50), and an accurate position of the moving body (14) based on the values of the plurality of analog detection signals read out were identified. Positionsdetektionsvorrichtung (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdetektionseinheit (22) die Werte der mehreren analogen Detektionssignale, die von den spezifizierten mehreren Magnetdetektoren (18) ausgelesen werden, relativ zu Positionen, an welchen die spezifizierten mehreren Magnetdetektoren (18) angeordnet sind, grafisch darstellt, wodurch eine Wellenform bestimmt wird, die eine Änderung der Werte der mehreren analogen Detektionssignale relativ zu der Bewegungsrichtung (A) zeigt, und einen Nulldurchgangspunkt (P) bestimmt, an welchem die bestimmte Wellenform eine Nulllinie kreuzt, wodurch eine Position des bestimmten Nulldurchgangspunktes (P) als die genaue Position des Bewegungskörpers (14) identifiziert wird.Position detection device (11) after claim 3 , characterized in that the position detection unit (22) graphically displays the values of the plurality of analog detection signals read out from the specified plurality of magnetic detectors (18) relative to positions at which the specified plurality of magnetic detectors (18) are arranged, whereby a waveform is determined showing a change in values of the plurality of analog detection signals relative to the direction of movement (A), and a zero-cross point (P) is determined at which the determined waveform crosses a zero line, whereby a position of the determined zero-cross point (P) as the exact position of the moving body (14) is identified. Positionsdetektionsvorrichtung (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdetektionseinheit (22) eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsstrecke des Bewegungskörpers (14) auf der Basis der identifizierten genauen Position des Bewegungskörpers (14) berechnet.Position detection device (11) after claim 3 , characterized in that the position detection unit (22) calculates a moving speed and/or a moving distance of the moving body (14) on the basis of the identified precise position of the moving body (14). Positionsdetektionsvorrichtung (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der D/A-Wandler (20) eine R-2R Leiterschaltung aufweist.Position detection device (11) according to any one of the preceding claims, characterized in that the D/A converter (20) has an R-2R ladder circuit. Positionsdetektionsvorrichtung (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die n magnetischen Sensorelemente (24) Hall-Elemente sind, dass der Bewegungskörper (14) ein Kolben ist, der dazu ausgestaltet ist, sich entlang der Bewegungsrichtung (A) im Inneren eines Zylinderrohres (12) eines Stellgliedes (10) zu bewegen, dass der Magnet (16) an dem Kolben (14) derart angebracht ist, dass seine magnetischen Pole entlang der Bewegungsrichtung (A) orientiert sind, und dass die n Magnetdetektoren (18) in einer Reihe entlang der Bewegungsrichtung (A) an einer Außenseite des Zylinderrohres (12) angeordnet sind.Position detection device (11) according to one of the preceding claims, characterized in that the n magnetic sensor elements (24) are Hall elements, that the moving body (14) is a piston designed to move along the moving direction (A) inside a cylinder tube (12) of an actuator (10), that the magnet (16) is attached to the piston (14) in such a way that its magnetic poles are oriented along the direction of movement (A), and that the n magnetic detectors (18) are arranged in a row along the moving direction (A) on an outside of the cylinder tube (12).
DE102016124511.9A 2015-12-16 2016-12-15 position detection device Active DE102016124511B4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015244752A JP6497591B2 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Position detection device
JP2015-244752 2015-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016124511A1 DE102016124511A1 (en) 2017-06-22
DE102016124511B4 true DE102016124511B4 (en) 2022-05-05

Family

ID=58994597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016124511.9A Active DE102016124511B4 (en) 2015-12-16 2016-12-15 position detection device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10139247B2 (en)
JP (1) JP6497591B2 (en)
KR (1) KR101814046B1 (en)
CN (1) CN107036632B (en)
DE (1) DE102016124511B4 (en)
TW (1) TWI647434B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016002487B3 (en) * 2016-03-03 2017-08-03 Tdk-Micronas Gmbh Positioning sensor unit
KR20180090078A (en) * 2017-02-02 2018-08-10 삼성전기주식회사 Wireless communication antenna
EP3663722B1 (en) * 2018-12-03 2021-05-26 Sick Ag Method for automated calibration of a magnetic sensor and magnetic sensor
KR102420771B1 (en) * 2020-07-13 2022-07-15 주식회사 썬에이치에스티 Industrial Wireless Sensor System
CN112354879B (en) * 2020-10-23 2023-03-31 歌尔科技有限公司 Magnet polarity check out test set
KR102550792B1 (en) * 2020-10-26 2023-07-03 주식회사 웰릭스 Device of integrating multiple composite sensors and method for comprising the same
DE102022111233A1 (en) * 2022-05-05 2023-11-09 Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg Locking unit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5589769A (en) 1994-09-30 1996-12-31 Honeywell Inc. Position detection apparatus including a circuit for receiving a plurality of output signal values and fitting the output signal values to a curve
JP2007178158A (en) 2005-12-27 2007-07-12 Ntn Corp Magnetic line type position sensor
DE102010034994A1 (en) 2010-08-20 2012-02-23 Festo Ag & Co. Kg Measuring device and method for detecting and processing a position of a measuring element

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4892416A (en) * 1988-07-08 1990-01-09 Parker Hannifin Corporation Precision carriage and housing for relative position sensing device
JPH04171599A (en) * 1990-11-06 1992-06-18 Fujitsu Ltd Signal transmitter for sensor
JPH07129880A (en) * 1993-10-29 1995-05-19 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Sensor recognition device
DE10013196B4 (en) * 2000-03-17 2004-02-26 Festo Ag & Co. Position detection device
JP2003217064A (en) * 2002-01-21 2003-07-31 Toyota Motor Corp Sensor signal processing unit and sensor signal processing method
JP4032758B2 (en) * 2002-01-24 2008-01-16 トヨタ自動車株式会社 Sensor device
JP3825737B2 (en) * 2002-10-24 2006-09-27 住友重機械工業株式会社 Precision positioning device and processing machine using the same
US6722261B1 (en) * 2002-12-11 2004-04-20 Rosemount Inc. Hydraulic piston position sensor signal processing
JP2005092720A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Toyota Motor Corp Sensor signal processor
US7051696B2 (en) * 2003-09-30 2006-05-30 Honda Motor Co., Ltd. Bearing structure of crankshaft in internal combustion engine
US7394244B2 (en) * 2003-10-22 2008-07-01 Parker-Hannifan Corporation Through-wall position sensor
JP3986074B2 (en) * 2004-03-04 2007-10-03 サムタク株式会社 Multi-turn absolute encoder
JP2006072679A (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Nsk Ltd Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device
DE102005018649B4 (en) * 2005-04-21 2018-10-31 Ipgate Ag Brake system with electric motor-driven piston-cylinder system
US20070016333A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Edwards Grant B Method and apparatus for controlling the valve position of a variable orifice flow meter
US7615993B2 (en) 2005-12-27 2009-11-10 Ntn Corporation Magnetic line-type position-angle detecting device
JP5217722B2 (en) * 2007-07-30 2013-06-19 ヤマハ株式会社 Moving object detector
EP2166312B2 (en) * 2008-09-18 2020-01-15 Sick Ag Magnetic or inductive waypoint sensor
ATE533033T1 (en) * 2008-09-18 2011-11-15 Sick Ag MAGNETIC SENSOR
JP5666103B2 (en) * 2009-06-30 2015-02-12 株式会社マコメ研究所 Position detection sensor
TWM408192U (en) * 2011-02-08 2011-07-21 Hiwin Mikrosystem Corp Magnetic ring encoding device with composite signal
JP5752322B2 (en) * 2012-04-26 2015-07-22 三菱電機株式会社 Magnetic position detector
JP5896166B2 (en) 2013-03-15 2016-03-30 村田機械株式会社 Magnetic position sensor, moving body and moving body system
US9661433B2 (en) * 2014-01-30 2017-05-23 Invensense, Inc. Electrical testing and feedthrough cancellation for an acoustic sensor
TWM495504U (en) 2014-11-03 2015-02-11 Mirle Automation Corp Absolute encoder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5589769A (en) 1994-09-30 1996-12-31 Honeywell Inc. Position detection apparatus including a circuit for receiving a plurality of output signal values and fitting the output signal values to a curve
JP2007178158A (en) 2005-12-27 2007-07-12 Ntn Corp Magnetic line type position sensor
DE102010034994A1 (en) 2010-08-20 2012-02-23 Festo Ag & Co. Kg Measuring device and method for detecting and processing a position of a measuring element

Also Published As

Publication number Publication date
US20170176215A1 (en) 2017-06-22
US10139247B2 (en) 2018-11-27
TWI647434B (en) 2019-01-11
KR20170072163A (en) 2017-06-26
KR101814046B1 (en) 2018-01-30
CN107036632B (en) 2020-03-10
TW201727209A (en) 2017-08-01
JP2017110981A (en) 2017-06-22
DE102016124511A1 (en) 2017-06-22
JP6497591B2 (en) 2019-04-10
CN107036632A (en) 2017-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016124511B4 (en) position detection device
EP2516304B1 (en) Storey position detection device
EP0946932B1 (en) Sensor and evaluation system, in particular for double sensors for determining end positions and limit values
DE102014210379B4 (en) A torque sensor and method for detecting torques occurring at or in a joint of an articulated arm robot
DE102015120368B3 (en) Pressure-sensitive protective device for monitoring a technical system
DE3933311C2 (en)
DE102011116545A1 (en) Integrated magnetic field measuring device
DE102005016127B4 (en) sensor system
DE102010028017A1 (en) A moving vehicle system and method for detecting a position of a moving vehicle
EP3457244A1 (en) Autonomous vehicle and ground marking set up for autonomous vehicle
EP2187175B1 (en) Measuring transducer
EP2149784B1 (en) Magnetic path sensor system
DE102014219238A1 (en) Overcurrent detection in the current sensor with Hall sensor
DE112018003016T5 (en) POSITION SENSOR
DE102015121571A1 (en) Optical sensor, especially for cylinders, as well as use
DE10203148B4 (en) Error detection method and device for a sensor network
DE102018203884A1 (en) Position determining device and method for determining a position
DE102004024910B3 (en) Hall switch arrangement
DE102015007375B4 (en) LINEAR SENSOR DEVICE FOR A VEHICLE
DE102011080954A1 (en) Pair of printed circuit board and other plate and method for measuring a current
EP2174146B1 (en) Arrangement and method for measuring a current flowing in an electrical conductor
DE3803293A1 (en) Magnetically operated analogue electric displacement pick up for linear movements
DE2000255B2 (en) VOLTAGE COMPARISON ARRANGEMENT
DE102015103146A1 (en) Method and device for determining a load current
DE10123539A1 (en) Magnetic length measuring device for workpieces during machining has all electronic systems located in sensor housing

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final